專利名稱：具抑制影像模糊的取像裝置及其抑制影像模糊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種取像裝置，特別是指一種在長曝光時間下具有抑制 影像模糊的取像裝置及其抑制影像模糊的方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字相機技術(shù)的快速成長，使得防止相機震動所造成的影像模 糊的技術(shù)也就日益受到重視，目前數(shù)字相機防手震的技術(shù)大致上分成兩 種機制，分別是光學感測機制以及軟件補償機制的防手震。
光學感測機制的原理主要是從鏡頭及感光組件(CCD)上來進行處 理，以藉由震動傳感器的感測結(jié)果來控制鏡頭或感光組件的修正來補償
相機本身所造成的晃動。其中在鏡頭控制方面其利用鏡片浮動的原理， 透過震動傳感器感測震動偏移，然后再藉由震動修正組件計算偏移量之 后，以驅(qū)動鏡片做光軸上的修正，讓畫面保持穩(wěn)定，這樣的優(yōu)點是拍攝 出來的畫面質(zhì)量較好，但是防手震的效果并不明顯(因為鏡片可以挪移 的空間不大)。而在感光組件控制方面其同樣是透過震動傳感器來感測 震動偏移，并且利用機械支架浮移原理，以藉由調(diào)整感光組件的位置修 正來抵消震動過程中所導致的影像模糊，此防手震效果比由鏡頭控制來 得好，但這種設(shè)計會讓拍攝的畫面質(zhì)量較差，同時這類防手震機制必須 配合較高畫素的感光組件才較實用，否則有可能出現(xiàn)畫面穩(wěn)定但畫質(zhì)模 糊松散的狀況。
然而，上述光學感測機制的防手震技術(shù)由于機構(gòu)復雜且價錢昂貴，一般只應(yīng)用在較高階的相機上。而較低階輕薄型的相機基于機構(gòu)與成本 上考慮，光學感測機制顯然并不適用，于是也就有目前最常見的軟件補 償機制(俗稱電子式防手震)的產(chǎn)生。
而軟件補償機制的主要原理在于，利用震動傳感器來記錄拍攝過程 中相機移動或晃動的軌跡，以提供信息來進行影像恢復處理，形成輔助 相機拍攝單張影像的后處理技巧。但是， 一般單張影像的后處理技巧在 不同的移動程度之下，會造成不同的影像恢復質(zhì)量，且影像恢復質(zhì)量也 會受到噪聲的影響而使得恢復的影像的實際效果并不理想。再者，由于
在后處理技巧方面， 一般只利用估測的點擴散函數(shù)(Point Spread Function, PSF)以及所拍攝到的模糊影像來進行還原出清晰影像，于是 因為可利用信息不多，所以需要依賴復雜的算法及長時間的運算方能重 建出較清晰的影像。因此，在目前數(shù)字相機的防手震功能及效能方面仍 可進一步地進行改善。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，在不需大幅度變動數(shù) 字相機的硬件架構(gòu)之下，透過韌體的改良控制，以同時利用長曝光影像、 短曝光影像以及估測的點擴散函數(shù)(Point Spread Function)來進行輔助 比對及運算。藉此，以達到在長曝光時間下的拍攝，得以有效率地進行 抑制影像模糊而恢復模糊影像的清晰度的目的。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明所提出的一方案，提供一種具抑制 影像模糊的取像裝置，是于一曝光時間大于一安全快門的拍攝模式下， 進行抑制影像模糊，而該取像裝置包括 一影像擷取單元、 一震動傳感 器及一處理單元。其中，影像擷取單元接收一拍攝訊號以擷取一目前快門下的第一影像及一小于等于該安全快門的第二影像。震動傳感器則是 用來記錄取像裝置于第一影像曝光期間的一晃動軌跡訊號，而處理單元 用以產(chǎn)生該拍攝訊號，并執(zhí)行一運算程序來對該第二影像進行平滑處理， 進而利用晃動軌跡訊號的輔助運算來產(chǎn)生一影像點量表。除此之外，處 理單元再將第一影像與該影像點量表進行一特定運算以恢復形成一輸出 影像。藉此，在曝光時間大于該安全快門的拍攝模式下，得以藉由第二 影像的輔助以對第一影像進行抑制影像模糊，而使該輸出影像為第一影 像的較清晰的影像。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明所提出的另一方案，提供一種抑制 影像模糊的方法，應(yīng)用于一曝光時間大于一安全快門的拍攝模式，其步 驟包括首先，進行擷取一目前快門下的第一影像及一小于等于該安全 快門的第二影像，同時記錄取像裝置于第一影像曝光期間的晃動軌跡訊 號。再者執(zhí)行一運算程序以對第二影像進行平滑處理，并且利用晃動軌 跡訊號的輔助運算來產(chǎn)生一影像點量表。最后，將第一影像及該影像點 量表進行一特定運算，以將第一影像恢復形成一輸出影像。藉此，在該 曝光時間大于該安全快門的拍攝模式下，得以藉由該第二影像的輔助以 對該第一影像進行抑制影像模糊，而使該輸出影像為清晰的影像。
以上的概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本 發(fā)明為達成預定目的所采取的方式、手段及功效。而有關(guān)本發(fā)明的其它
目的及優(yōu)點，將在后續(xù)的說明及圖式中加以闡述。


圖1為本發(fā)明具抑制影像模糊的取像裝置的實施例方塊圖；及 圖2為本發(fā)明抑制影像模糊的方法的實施例流程圖。取像裝置1 '影像擷取單元11
處理單元12按鍵單元13緩存單元14震動傳感器15記憶單元1具體實施例方式
請參考圖1，為本發(fā)明具抑制影像模糊的取像裝置的實施例方塊圖。
如圖所示，本發(fā)明提供一種取像裝置1，其包括 一影像擷取單元11、
一處理單元12、 一按鍵單元13、 一緩存單元14、 一震動傳感器15及一記憶單元16。而本發(fā)明的取像裝置1是在一曝光時間大于一安全快門的拍攝模式下，會自動進行抑制影像模糊的功能，以產(chǎn)生防手震的拍攝效果，而讓使用者得以獲得較清晰且少噪聲的影像。其中所謂的安全快門則是依據(jù)不同設(shè)計的取像裝置1而有所不同，一般是例如為1/60秒或1/30秒的快門。也就是說，當使用者使用大于安全快門的曝光時間來進行拍攝時，便有可能因曝光時間較長而較容易拍攝到受手震影響的模糊影像。假設(shè)取像裝置1的一目前快門的設(shè)定是大于安全快門，于是當使用者拍攝時即可符合進行抑制影像模糊的條件。此時，影像擷取單元ll是在接收一拍攝訊號之后，便會自動于同時間同場景之下進行擷取目前快門下的第一影像及一小于等于安全快門的第二影像。也就是說，影像擷取單元ll所擷取的第一影像由于快門較安全快門大、曝光時間長，于是
7容易形成一失焦模糊影像；而第二影像由于快門較安全快門小、曝光時間較短，而容易形成一充滿噪聲的銳利清晰影像。此外，其中小于等于安全快門的實際快門大小是為取像裝置1的默認值，并且可以依照實際應(yīng)用設(shè)計的不同而加以改變，在本實施例中并無加以限制。
而其中的按鍵單元13是連接處理單元12，用來接收使用者的按壓以產(chǎn)生一觸發(fā)訊號，進而使處理單元12在接收觸發(fā)訊號之后得以輸出該拍攝訊號。而緩存單元14則是連接于影像擷取單元11與處理單元12之間，用來暫存影像擷取單元11所擷取的第一影像及第二影像，以供處理單元12進行存取。
震動傳感器15是用以記錄取像裝置1在第一影像曝光期間的一晃動軌跡訊號，并藉由晃動軌跡訊號來進行估測產(chǎn)生一點擴散函數(shù)(PointSpread Function, PSF)給處理單元12。其中，在應(yīng)用設(shè)計上，震動傳感器15通常是以陀螺儀來設(shè)計。
而處理單元12主要是用以執(zhí)行一運算程序來對第二影像進行平滑處理。而所述的運算程序可例如是折積運算(Convolution)的程序，以將原本是充滿噪聲且銳利清晰的第二影像進行消除噪聲，并且使影像較為平滑(但是也會形成較為模糊的影像)。進而，處理單元12再利用晃動軌跡訊號的輔助運算所估測出的點擴散函數(shù)來將原本清晰的第二影像比較該平滑處理后所形成較為模糊的第二影像，便可產(chǎn)生一影像點量表(Point Scale Image),以來表示模糊影像與清晰影像之間的關(guān)系。
最后，處理單元12再將第一影像與影像點量表進行一特定運算以恢復形成一輸出影像，也就是將原本是長曝光且模糊的第一影像恢復其清晰度。而該特定運算在本實施例中是例如為將第一影像與影像點量表之間相對的像素點進行點對點相乘的運算。然而，在處理單元12進行該特
8定運算之前，更可進一步先對影像點量表進行一消除程序，以對該影像點量表進行去雜點及平滑化的處理。
而記憶單元16是連接處理單元12，以用來儲存處理單元12最后所輸出的較清晰的輸出影像。亦即使用者此次按壓拍攝所可以獲得的影像。
請參考圖2，為本發(fā)明抑制影像模糊的方法的實施例流程圖。如圖所示，本發(fā)明提供一種抑制影像模糊的方法，是在取像裝置1設(shè)定其曝光
時間大于安全快門的拍攝模式之下來進行，其步驟包括首先，在同時
間同場景之下進行擷取目前快門下的第一影像以及小于等于安全快門的
第二影像(S201)。并且同時也進行記錄取像裝置1于第一影像曝光期間的晃動軌跡訊號(S202)。而上述由于第二影像為短曝光影像且為充滿噪聲的銳利清晰影像，因此可以進一步進行消除噪聲程序(Noise Reduction)以降低第二影像的噪聲(S203)。
當然，步驟(S203)所執(zhí)行的消除噪聲程序可視為更進一步的消除噪聲的流程，在實際應(yīng)用設(shè)計上可以加以省略。因為在接下來的步驟中，會執(zhí)行折積運算程序以對第二影像進行平滑處理(S205)，而在折積運算程序進行的同時即會形成消除噪聲且將影像平滑化的效果，以使原本為清晰且噪聲較多的第二影像轉(zhuǎn)換成為較模糊但少噪聲的影像。
接下來，在步驟(S205)之后，即可藉由所記錄的晃動軌跡訊號的輔助運算，來估測產(chǎn)生點擴散函數(shù)，并且根據(jù)該點擴散函數(shù)來將該原本的第二影像比較該經(jīng)平滑處理后的第二影像，以產(chǎn)生影像點量表(S207)，而這也就是用以表示原清晰影像與模糊影像之間的關(guān)系。接著，為了讓影像點量表得以較為精確，因此更可進一步進行消除程序以對影像點量表進行去雜點及平滑化的處理(S208)。
于是，藉由影像點量表中清晰影像及模糊影像的關(guān)系，便可進一步
9將第一影像與該影像點量表之間相對的像素點進行點對點相乘的運算，
以順利將第一影像恢復形成清晰的輸出影像(S209)。而最后的輸出影像即為使用者此次拍攝所可以獲得的影像。藉此，就算使用者使用曝光時間大于安全快門的拍攝模式來進行拍攝，取像裝置1也可藉由自動拍攝的第二影像的輔助來對第一影像進行抑制影像模糊，進而達到將第一影像還原出較清晰的輸出影像的目的。
附帶一提的是，熟悉此項技術(shù)者應(yīng)可理解，上述實施例中所描述的用以進行平滑處理的折積運算程序，藉由晃動軌跡訊號所估測產(chǎn)生的點擴散函數(shù)，以及對影像點量表進行的消除程序皆僅為其中的一例，當然也是可以采用其它策略來實現(xiàn)。
綜上所述，本發(fā)明具抑制影像模糊的取像裝置及其抑制影像模糊的方法，主要是同時利用長曝光影像、短曝光影像以及估測產(chǎn)生的點擴散函數(shù)來進行輔助比對及運算。藉此，以達到在長曝光時間下的拍攝，仍得以進行抑制影像模糊而獲得清晰的影像的目的。除此之外，本發(fā)明更由于是同時擷取同場景但不同曝光時間的影像，因此在影像后處理時可利用的信息充分，且所設(shè)計的算法也能較為簡單，因此得以在較短時間的運算下即可重建出較清晰的影像，而擁有提升防手震運算效能的優(yōu)點。
但，以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施例的詳細說明及圖式而已，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以申請專利范圍為準，任何熟悉該項技藝者在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在本發(fā)明所界定的專利范圍。
權(quán)利要求
1、一種具抑制影像模糊的取像裝置，其特征在于，是于一曝光時間大于一安全快門的拍攝模式下，進行抑制影像模糊，而該取像裝置包括一影像擷取單元，接收一拍攝訊號以擷取一目前快門下的第一影像及一小于等于該安全快門的第二影像；一震動傳感器，用來記錄該取像裝置于該第一影像曝光期間的一晃動軌跡訊號；及一處理單元，用以產(chǎn)生該拍攝訊號，且執(zhí)行一運算程序來對該第二影像進行平滑處理，并再利用該晃動軌跡訊號的輔助運算來產(chǎn)生一影像點量表(Point Scale Image)，進而再將該第一影像與該影像點量表進行一特定運算以恢復形成一輸出影像；藉此，在該曝光時間大于該安全快門的拍攝模式下，藉由該第二影像的輔助以對該第一影像進行抑制影像模糊。
2、 如權(quán)利要求l所述的具抑制影像模糊的取像裝置，其特征在于 進一步包含一按鍵單元，連接該處理單元，用以產(chǎn)生一觸發(fā)訊號以使該處理單 元產(chǎn)生該拍攝訊號；一緩存單元，連接于該影像擷取單元及該處理單元之間，用以暫存 該第一影像及該第二影像以供該處理單元存??；及一記憶單元，連接該處理單元，用以儲存該輸出影像。
3、 一種抑制影像模糊的方法，其特征在于，應(yīng)用于一取像裝置設(shè)定 一曝光時間大于一安全快門的拍攝模式，其步驟包括擷取一目前快門下的第一影像及一小于等于該安全快門的第二影像；記錄該取像裝置于該第一影像曝光期間的一晃動軌跡訊號；執(zhí)行一運算程序以對該第二影像進行平滑處理，并利用該晃動軌跡訊號的輔助運算來產(chǎn)生一影像點量表'(Point Scale Image);及將該第一影像與該影像點量表進行一特定運算，以將第一影像恢復 形成一輸出影像；藉此，在該曝光時間大于該安全快門的拍攝模式下，得以藉由該第 二影像的輔助以對該第一影像進行抑制影像模糊。
4、 如權(quán)利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于所述的 所擷取的第一影像是長曝光以形成一失焦模糊影像，而該第二影像是短 曝光以形成一充滿噪聲的銳利清晰影像。
5、 如權(quán)利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于在擷取 該第二影像之后，進一步執(zhí)行一消除噪聲程序(Noise Reduction),以降 低該第二影像的噪聲。
6、 如權(quán)利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于在該平 滑處理的步驟后，進一步利用該晃動軌跡訊號的輔助運算來估測產(chǎn)生一 點擴散函數(shù)(Point Spread Function),進而再將原本的該第二影像與該平 滑處理后的第二影像進行比較以產(chǎn)生該影像點量表。
7、 如權(quán)利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于在產(chǎn)生 該影像點量表之后，進一步進行一消除程序，以對該影像點量表進行去 雜點及平滑化的處理。
8、 如權(quán)利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于所述的 運算程序為折積運算(Convolution)的程序。
9、 如權(quán)利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于所述的 特定運算是該第一影像與該影像點量表之間相對的像素點進行點對點相 乘的運算。
全文摘要
一種抑制影像模糊的方法，應(yīng)用于一取像裝置設(shè)定其曝光時間大于一安全快門的拍攝模式，其步驟包括首先，于同一場景擷取一目前快門下的長曝光影像及一小于等于安全快門的短曝光影像，而于擷取長曝光影像過程中，取得取像裝置的一晃動軌跡訊號。之后，執(zhí)行一運算程序以對短曝光影像進行平滑處理，并且利用晃動軌跡訊號的輔助運算來產(chǎn)生一影像點量表。最后，將長曝光影像與該影像點量表進行一相乘運算，以將長曝光影像恢復形成一輸出影像。藉此，在該曝光時間大于該安全快門的拍攝模式下，可藉由短曝光影像的輔助而恢復長曝光影像的原有清晰度。
文檔編號G03B19/02GK101510954SQ20081000591
公開日2009年8月19日 申請日期2008年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月13日
發(fā)明者李運錦, 楊慶隆, 韓世昌 申請人:華晶科技股份有限公司